JPS59124905A - エポキシ系樹脂の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は本質的にハロゲン基を含有しないエポキシ樹脂
の製造方法に関するものである。

従来、エレクトロニクス分野に於いて、エポキシ樹脂組
成物が樹脂封止用、厚膜材料用、コーティング用、封入
用、接着用、レジスト用などに広く応用されている。し
かも、近年超ＬＳＩなどの開発によシエレクトロニクス
回路の稠密化、微細化に伴い、これと組合せて用いる樹
脂系の材料の性能、特に長期の耐熱、耐湿劣化、有害ガ
ス発生などに併う性能の変動や部品の腐食などを抑える
ことが、従来にもましてより厳重に要求さｄるようにな
って来た。

一方各独のエポキシ樹脂の中でも、ポリフェノールのポ
リグリシジルエーテルタイプのものが最も性能、作業性
ともにバランスがとれ広くエレクトロニクス分野に用い
られている。しかし、ポリフェノールのポリグリシツー
ルエーテルタイプの工？キシ４ｉ２１脂に於いては、従
来のポリフェノールとエピハロヒドリンとの反応によっ
ている限りは、必然的に微量（数１ｉ　ｐｐｍ程度）で
はあるが、副生じたガロ水分解性乃至非加水分解性ハロ
ゲン基を含有シ、これが苛酷な実装条件などの下での性
能劣化の主原因となるのが最大の欠点とされて来た。

一旦生成したハロゲン基は樹脂自体の一部分を形成して
いるので、抽出、水洗、アルカリ水洗滌、蒸留等の通常
の精製方法では除去することは本質的に不可能であり、
通常の樹脂製造方法によっている限り避けることは出来
ないものである。

本発明者らはこれらの点について種々検討の結果、副反
応としても全くハロゲン基を生成せず、従って本質的に
ハロゲン基を含有しないポリフェノールのポリグリシソ
ールエーテルタイプのエポキシ樹脂の新しい合成経路を
見出し、本発明をなすに至った。

即ち、本発明はビスフェノール類をアリルハライドを用
いて苛性アルカリ存在下に可及的にフェノール性ＯＨ基
がエーテル化されるまで反応させ、分子当り平均２．５
ケ以上（好ましくは４．０以上）のアリル基を導入し、
次に得られたポリアリル化ヒスフェノール類を有機過酸
を用いてエポキシ化することにより、ハロゲン基を本質
的に含丑ないエポキシ樹脂乞得んとするものである。

また本発明に於いては、有機過酸によりエポキシ化を行
う際、酸化され易い基を含んでいることは望ましくない
ので、ビスフェノール類としてもビスフェノールＡ１　
ビスフェノールｓ１　ビスフェノールケトン、ビスフェ
ノールエステル、ビスンエ７−　／ｌ／　ニー　７　／
ｌ／などが好ましい。またアリル化ビスフェノール類は
重合性のアリル基を有しているので各種の重合間のもの
が得られる利点がある。

可及的に低粘度の液状樹脂を得るためには数平均重合度
が１．０乃至１．５の単量体主体のものが好ましく、半
固形乃至固形樹脂を得るためには１．５乃至■ＯＯの重
合度のオリゴマー乃至ポリマー主体のものが好ましい。

ポリアリル化ビスフェノールの重合度はアリル化の条件
及びアリル重合反応の調整により得られるものである。

このように同一中間体をベースにしても、液状乃至固形
の各種の分子量並びに分子量分布の異ったエポキシ樹脂
が容易に得られる点が本発明の特長の一つである。

このように本発明のエポキシ樹脂は、原料としてビスフ
ェノール類を用いる点は共通していても、従来のビスフ
ェノール類とエビクロル−ヒドリンとの反応により得ら
れる所謂「エビピスタイゾ」のエポキシ樹脂に比し、■
エーテル型以外に核置換型のエポキシ基をも有していて
より多官能性であること、■不純物として有機のハロダ
ン基を本質的に含まない代りに、エーテル型及び核置換
型のアリル基を含んでいることが主な構造上の相違点で
ある。

なお、これらのアリル基は、重合性を有しており、従来
のものに必然的に含まれた加水分解性乃至非加水分解性
の有機のハロゲン基のような悪い影響は全く示さないも
のである。

なお、加水分解性ハロダノ基？アルカリ水で洗滌しであ
る水準まで除去精製すれば実用上差支えがないとされた
時もあったが、最近エレクトロニクス分野での樹脂の性
能に対する要求がますます厳重になるにつれて、それで
は不十分となり、今では非加水分解性ハロゲン基までも
減少させることが必要とされるようになって来た。しか
も単なるアルカリ水洗滌では樹脂の変質を伴わないで、
所謂非加水分解性ハロダン基までも大幅に減少させるこ
とは全く不可能であった。

エレクトロニクス用エポキシ樹脂ハハログン含有量が３
０　ｐｐｍ以下（好ましくは１０　ｐｐｍ以下）である
ことが望ましく、本発明のエポキシ樹脂は木質的にハロ
ゲン基を含まないのでこの水準までは未反応アルキルハ
ライドの真空蒸留による留去、水洗などの通常の精製工
程により容易に到達可能である。

なお従来法によるものでは如何に精製しても、数ａ　ｐ
ｐｍ　、、またはそれ以上のノ・ログンを含んだものし
か得られなかったことと比較すると、本発明のエポキシ
樹脂ｊ脂の工業的な利益は測りしれない程太きいもので
ある。勿論その他のイオン性不純物についても問題はな
い。

本発明に用いるビスフェノール類は、 一般式 ものであポリ、Ｘは有機過酸により酸化されにくい基で
あることが必要である。そのためには−０Ｈ２−１Ｈ３ ｋｉ３ −Ｏ−などが好ましい。Ｘが酸化さ−れ易い基であると
、エポキシ化の際有機過酸の消費が過大になったり、分
子の解裂がおこったシするので望ましく　　な　い　。

なお、上記の４−４′ジヒドロキシ化合物に対して、若
干の２−２′、２−４′、３−３′、２−３′、３−４
′すどの異性体を併用してもよい。

本発明に用いるポリアリル化ビスフェノール類は通常上
記のビスフェノール類とアリルノ・ライドとを苛性アル
カリの存在下で反応させて、フェノール性ＯＨをアリル
エーテル化すると共に、そのクライゼン転位をも行わせ
て核置換のアリル基をも導入したものである。分−子当
りのアリル基は、理論的には６．０ケまで導入可能であ
り、本発明の目的のためには２．５ケ以上（好ましくは
４．０以上）導入されていることが多官能性のものを得
るため′に必要である。更に本発明に用いるポリアリル
化ビスフェノール類ハ、可及的にフリーのフエ／　−ル
性ＯＨ基を含んでいないことが必要である。フリーの７
エノール性ＯＨ基が多く残っていると、■官能性が低下
すること、■有機過酸によるエポキシ化の除異常に過酸
が多く消費されることなどにより極めて不利である。

なおポリアリル化ビスフェノールに残存するフリーのフ
ェノール性ＯＨ基は低級アルギルハライドや低級脂肪酸
などと反応させ消失させてもよい。

本発明に於いては、残存フェノール性ＯＨ基は０．２ケ
／分子以下であることが好ましい。

本発明のポリアリル化ビスフェノール類ハ通常の製造条
件ではアリル基による重合は殆んどおこらない。液状の
エポキシ樹脂を目的とする場合には、このような単量体
主体のもの、即ち数干均月【含塵として１．０乃至１．
５のものが好ましい。これより分子量が増大すると粘度
が著しく上昇するので好ましくない。しかし、半固形乃
至固形のエポキシ樹脂を目的とする場合には、数平均重
合度が１．５乃至１００のもの（好ましくは３．０乃至
５０のもの）が望ましい。これより分子量が増大すると
反応の調整が困難となるので好ましくない。

本発明のポリアリル化ビスフェノール類の高分子化は通
常のアリル基の重合によって行うことが出来る。即ち、
空気中で高温（例えは２００℃以上）で攪拌するとか、
ラジカル重合開始剤を用いて溶液中で重合させるとかし
てもよい。但し、ポリアリル化ビスフェノール類は多官
能性であるから重合反応を適宜抑制するとか、重合率の
低いところで反応を停止させ重合物を分別するとかしな
いと、グル化物を多量に生成する恐れがあるので望まし
く　　ｌ辷　い　。

本発明に用いるポリアリル化ビスフェノール類は上記の
要件を充しているならば製造法如イ６」に拘らず何れも
ほぼ同様に用いることが出来る。

本発明に於けるポリアリル化ビスフェノール類（オリゴ
マー、ポリマーをも含む）は有機過酸によってアリル基
のエポキシ化を行う。

有機過酸としては過酢酸が最も適当であるが、過安息香
酸モノ過フタル酸（ｍ＋ｐの異性体をも含む）、トリフ
ルオロ過酢酸、過プロピオン酸、過酢酸、モノ過コハク
酸などを用いてもよい。また２０〜３５％の過酸化水素
水とギ酸、酢酸などの低級脂肪酸の混合液の形ｉ用いて
もよい。反応温度は高いと爆発の危険性があるので、刃
℃以下（好ましくは室温またはそれ以下）で反応させる
ことが好ましい、、 本発明のエポキシ樹脂は、次のような特長を有している
。

■　単量体主体の低粘度のものでも、エポキシ基を分子
当り２．５ケ以上及びアリル基若干を有しており、多官
能性であること。

（ビスフェノールＡのジグリシソールエーテルタイプと
特に相違する点である。） ■　高分子主体のものでは固形であり、分子量の増大と
共にエポキシ基及びア１１ル基の数（分子当り）、即ち
官能性は増大する傾向があること。

（エビビス系並びにエポキシ化ノボラック系と相違する
点である。） ■　分子量が高くなっても、軟化点はあまり高くならず
、しかも溶解性や他のポリマーへの相溶性が劣化しない
こと。

■　本質的に有機のハロゲン基を含有していないこと。

従って本発明のエポキシ樹脂は従来のエポキシ樹脂とは
本質的に異なるものであり、特にエレクトロニクス業界
への応用分野に於いて、その特長が生かされるので工業
的価値の極めて高いものである。

以下実施例について説明する。

実施例１ ビスフェノールＡ１１４部、苛性ソーダ１００部をエチ
ルセロソルブ１，０００部に溶解し、還流、攪拌上塩化
アリル７６．５部を８０℃、１時間で滴下し、次創 いて一部溶解を留出させつつ２００℃まで昇温させる。

次にこの操作を再度繰返す。最後に塩化アリル３８部を
（資）℃、１時間で滴下反応させる。減圧下１２０℃ま
で昇温させて完全に溶剤を除去する（収量２２９５部）
。

得うれたポリアリル化ビスフェノール（１）は、粘度ｉ
　１５ポイズ／２５℃、数平均重合度；’１．２、アリ
ル基の数／Ｒ−子；４．８、フリーのフェノール性ＯＨ
基分子；０．２であった。

ポリアリル化ポリフェノール（１）　１００部を酢酸エ
チル５００部に溶解し、過酢酸１１０部を０℃で加えて
殆んど消費するまで反応させる。次に水洗と減圧蒸留に
より精製する（収Ｊｉ　：　１０２部）。

得られたエポキシ樹脂は粘度；２２ポイズ／２５℃、エ
ポキシ当ｆｉｉ１５５、エポキシ基の数７分子：４．４
であった。また、全ハロダン含有量は８　ｐｐｍであっ
た。

実施例２ ビスフェノール８１２５部、苛性ソーダ８０部をエチル
セロソルブｉ、　ｏｏｏ部に溶解し、還流、攪拌上塩化
アセチル７６．５部を８０℃、１時間で滴下し、次郁」 いて一部溶解を留出させつつ２２０　’Ｃまで昇温させ
る。次に留出した溶剤を系にもどし、再び塩化アリル７
６．５部を８０℃、１時間で滴下する。次にベンジイル
ミ４−オキサイド０．２部を加え、８０℃で１時間重合
させて後、溶剤を減圧上除去する（収量：２４０　ｒ　
）。

得られたポリアリル化ビスフェノール（Ｉｔ）　Ｕ　、
室温で固形であり、数平均重合度；４．７、了りル基の
数７分子；　１０．２、フリーのフェノール性ＯＨ基／
分子；０．４でありた。

ポリアリル化ポリフェノール（ＩＩ）１１０部を酢酸メ
チル５００部に溶解し、過酢酸１１０部を０℃で加え殆
んど消費するまで反応−させる。次に水洗と減圧蒸留に
よシ精製する（収量：１０３部）１゜得られたエポキシ
樹脂は、室温で固形で軟化点が８０℃であり、エポキシ
当量１８０、エポキシ基の数７分子；８．８であった。

また全ハロゲン含有量は２５　ｐｐｍであった。

特許出願人　　住友ベークライト株式会社手続補正書（
自発） 昭和５８年１２月　８日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第０００４８号 ２、発明の名称 エポキシ系樹脂の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区内幸町１丁目２番２号４
、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。

５、補正の内容 （１）第９頁第８行の「０．２ケ／分子１を１０．２ケ
／核」と訂正する。

（２）第１２頁第１４行の「反応させる。」の次に［次
に水洗して食塩を除去して後、］を追追加光する（３）
第１３頁第７行の［全／’％ロデン含有量］の次に［（
酸素ボンベ法、以下同じ）］を追追加光する。

（４）第１３頁第１７行の「重合させて後、」の次に［
水洗して食塩を除去し、」を追加補充する。

（５）第１３頁第１８行の「２４０ｇＪを１２　／１．
０部」と訂正虻る。

（６）第１４頁第２行の［分子；０．４Ｊを［核；０，
２．Ｊと訂正する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ポリアリル化ビスフェノールを有機過酸によ
   ジェポキシ化する方法式於いて、ポリアリル化ビスフェ
   ノールはアリル基を分子当シ平均２．５以上有し、しか
   もフリーのフェノール性ＯＨ基を可及的に含まないもの
   であることを特徴とするハロゲン基を本質的に含まない
   エポキシ樹脂の製造方法。
2. （２）　　用いるビスフェノールは、 一般式 である特許請求の範囲第（１）項記載のエポキシ系樹脂
   の製造方法。
3. （３）　　ポリアリル化ビスフェノールは、数平均重合
   度が１．０乃至１．５の単量体主体のものである特許請
   求の範囲第（１）項または第（２）項記載のエイキシ系
   樹脂の製造方法。
4. （４）　　ポリアリル化ビスフェノールは数平均重合度
   が１．５乃至１００のオリコゞマー乃至ポリマーである
   特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載のエイ
   キシ系樹脂の製造方法。